第2章 井身结构设计与固井.ppt

教学内容：井身结构设计、套管柱组成及规范、套管柱的受力及强度分析、套管柱设计原则与方法、油井水泥和注水泥、生产套管损坏与防护。 基本要求：了解井身结构设计方法，掌握套管柱组成及规范、理解套管柱的受力及强度分析，了解套管柱设计原则与方法，了解油井水泥组成和水泥浆性能，掌握注水泥工艺过程，了解生产套管损坏与防护措施。 重点：套管柱组成及规范、套管柱的受力及强度分析、注水泥工艺过程。 难点：套管柱的受力及强度分析。 一、套管的分类及作用 1、表层套管 主要用途： 封隔地表浅水层及浅部疏松和复杂地层； 安装井口、悬挂和支撑后续各层套管。 下深位置： 根据钻井的目的层深度和地表状况而定，一般为上百米甚至上千米 四、裸眼井段应满足的力学平衡条件 （1） ρdmax≥ρpmax+ Sb 防井涌 （2） (ρdmax-ρpmin)×Dpmin×0.00981≤△P 防压差卡钻 （3） ρdmax+ Sg + Sf ≤ρfmin 防井漏 （4） ρdmax+ Sf + Sk ×Dpmax/ Dc1≤ρfc1 防关井井漏 其中： ρdmax----裸眼井段内使用的最大钻井液密度，g/cm3； ρpmax----裸眼井段钻遇的最大地层压力的当量泥浆密度，g/cm3； Dpmax----最大地层孔隙压力所处的井深，m； ρpmin----裸眼井段钻遇的最小地层压力的当量泥浆密度，g/cm3； Dpmin----最小地层孔隙压力所处的最大井深，m； ρfmin----裸眼井段最小地层破裂压力的当量泥浆密度，g/cm3； Dc1----套管下入深度，m； ρfc1----套管鞋处地层破裂压力的当量泥浆密度， g/cm3； 五、井身结构设计方法 1、求中间套管下入深度的假定点 （1）不考虑发生井涌 由 ρf =ρpmax+ Sb + Sg + Sf ρdmax 计算出ρf ，在破裂压力曲线上查出ρf 所在的井深D21 ，即为中间套管下深假定点。 （2）考虑可能发生井涌 由 ρf =ρpmax+Sb+ Sf + Sk ×Dpmax/ D21 用试算法求 D21；先试取一个D21，计算ρf ；将计算出的ρf 与D21处查得的ρf 进行比较，若计算值与实际值相差不大且略小于实际值，可以确定D21为中间套管假定点。否则，重新进行试算。 一般情况下，在新探区，取以上（1）、（2）两种条件下D21较大的值。 2、验证中间套管下到深度D21是否有被卡的危险 首先求出裸眼中可能存在的最大静压差： △P=(ρpmax1+Sb -ρpmin)×Dmin×0.00981 ρpmax1----钻进至D21遇到的最大地层压力当量密度，g/cm3。 Dmin ------最小地层孔隙压力所对应的井深，m；（当有多个最小地层压力 点时，取最大井深。） 若△P △PN ，则确定D21为中间套管的下入深度D2。 若△P △PN ，则中间套管深度应小于假定点深度。需根据压差卡钻条 件确定中间套管下深。 求在压差△PN 下所允许的最大地层压力： 在地层压力曲线上找出ρpper 所在的深度即为中间套管下深D2。 3、求钻井尾管下入深度的假定点D31 根据中间套管鞋处的地层破裂压力当量密度ρf2 ，求出继续向下钻进时裸眼井段所允许的最大地层压力当量密度： 用试算法求D31。试取一个D31，计算出ρpper ，与D31处的实际地层压力当量密度比较，若计算值与实际值接近，且略大于实际值，则确定为尾管下深假定点；否则，另取D31进行试算 。 4、校核尾管下入到D31是否有被卡的危险 校核方法与中间套管的校核方法相同。只是将压差允值△PN 变为△PA 。 5、计算表层套管下入深度D1 根据中间套管鞋处的地层压力当量密度ρp2 ，计算出若钻进到深度D2发生井涌关井时，表层套管鞋D1处所承受的井内压力的当量密度： 根据上式，用试算法确定D1。 试取一个D1